DE102020113551A1

DE102020113551A1 - Antriebsaggregat

Info

Publication number: DE102020113551A1
Application number: DE102020113551.3A
Authority: DE
Inventors: Roland Stössel
Original assignee: FTE Automotive GmbH
Current assignee: Valeo Powertrain GmbH
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-11-25
Also published as: EP3913776A1; CN113691081A; US20210367475A1; US11682942B2; US20220263373A9

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat mit einem Elektromotor (2), mit einem Statorgehäuse (14), einem darin aufgenommenen Stator (12) mit mindestens einer Wicklung (24), einer Statorisolierung (22), die ein Unterteil (22U) und ein Oberteil (22O) aufweist, wobei das Unterteil (22U) an mindestens einer Anlagefläche (40) im Statorgehäuse (14) anliegt, Anschlusskontakten (28) für die Wicklung (24), wobei die Anschlusskontakte (28) in einem Kontaktträger (36) gehalten sind, der am Unterteil (22U) der Statorisolierung (22) vorgesehen ist, und einer Leiterplatte (16), die auf mindestens einer Auflagefläche (42) im Statorgehäuse (14) aufliegt, wobei die Anschlusskontakte (28) mit zugeordneten Leiterbahnen der Leiterplatte (16) in Kontakt stehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat mit einem Elektromotor, das insbesondere dafür verwendet werden kann, einen Hydraulikölstrom bereitzustellen, der für einen Getriebeaktor oder zur Kühlung und/oder Schmierung eines Getriebes verwendet werden kann.
Der Elektromotor des Antriebsaggregats kann ein Statorgehäuse aufweisen, in welchem der Stator des Elektromotors sowie eine Leiterplatte angeordnet sind, die zur Kontaktierung der Statorwicklungen dient. Die Statorwicklungen selbst sind auf eine Statorisolierung gewickelt, innerhalb derer sich die Statorbleche befinden.
Die Statorisolierung kann ein Spritzgussteil sein, das auf das Paket der Statorbleche aufgespritzt ist. Im vorliegenden Fall besteht die Statorisolierung jedoch aus einem Oberteil und einem Unterteil, die so zusammengesetzt werden, dass das Statorblechpaket zwischen ihnen aufgenommen ist.
Das Problem bei dieser Bauweise besteht darin, dass das Statorblechpaket insgesamt eine sehr große Toleranz aufweist, sodass die Bauhöhe der Baugruppe bestehend aus dem Oberteil und dem Unterteil der Statorisolierung und dem dazwischen aufgenommenen Statorblechpaket erheblich schwankt. Daher ist ein hoher Aufwand erforderlich, um die Statorwicklungen elektrisch zu kontaktieren, insbesondere wenn dies mit Einpresskontakten erfolgen soll, die in Öffnungen der Leiterplatte eingepresst werden müssen. Die erlaubte Lagetoleranz der Einpressstifte ist nämlich deutlich kleiner als die Höhentoleranz, die sich aufgrund der Toleranzen des Statorblechpakets ergibt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Antriebsaggregat zu schaffen, bei dem die Spulenwicklungen mit geringem Aufwand elektrisch kontaktiert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Antriebsaggregat mit einem Elektromotor vorgesehen, mit einem Statorgehäuse, einem darin aufgenommenen Stator mit mindestens einer Wicklung, einer Statorisolierung, die ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, wobei das Unterteil an mindestens einer Anlagefläche im Statorgehäuse anliegt, Anschlusskontakten für die Wicklung, wobei die Anschlusskontakte in einem Kontaktträger gehalten sind, der am Unterteil der Statorisolierung vorgesehen ist, und einer Leiterplatte, die auf mindestens einer Auflagefläche im Statorgehäuse aufliegt, wobei die Anschlusskontakte mit zugeordneten Leiterbahnen der Leiterplatte in Kontakt stehen. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die Position der Anschlusskontakte und der Leiterplatte innerhalb des Statorgehäuses relativ zu ein und demselben Bauteil zu definieren, nämlich dem Statorgehäuse. Da dieses insbesondere als Spritzgussteil ausgeführt werden kann, sind die Anlagefläche und die Auflagefläche relativ zueinander immer identisch angeordnet, sodass auch die Anschlusskontakte relativ zur Leiterplatte identisch angeordnet sind. Insbesondere wird dadurch vermieden, dass Toleranzketten entstehen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Oberteil und das Unterteil der Statorisolierung mittels einer Rastverbindung miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht, das Oberteil und das Unterteil mit geringen Aufwand am Statorblechpaket anzubringen.
Vorzugsweise ermöglicht die Rastverbindung ein Spiel des Oberteils relativ zum Unterteil, sodass Toleranzen des Statorblechpakets ausgeglichen oder aufgenommen werden können.
Vorzugsweise weist das Statorgehäuse einen Boden auf, der die Anlagefläche für das Unterteil bildet. Hierdurch ist die Statorisolierung großflächig innerhalb des Statorgehäuses abgestützt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Statorgehäuse einen Absatz auf, an dem die Auflagefläche für die Leiterplatte angeordnet ist. Die Leiterplatte kann seitlich über die Statorisolierung hinausragen, sodass sie bei der Montage auf den Absatz des Gehäuses aufgesetzt werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind am Absatz mehrere Auflageflächen angeordnet, wobei mindestens einer der Auflageflächen ein Zentrierstift zugeordnet ist. Mit dem Zentrierstift kann die Leiterplatte auch in seitlicher Richtung präzise positioniert werden, sodass die Anschlusskontakte relativ zur Leiterplatte nicht nur hinsichtlich der Höhe präzise positioniert sind, sondern auch bezüglich der seitlichen Position.
Das Oberteil der Statorisolierung kann seitlich am Kontaktträger anliegen, sodass das Oberteil relativ zum Unterteil präzise geführt ist.
Die Anschlusskontakte können als Schneidklemmkontakte ausgeführt sein, wobei der Kontaktträger Führungskanäle für die Enden der Wicklung aufweist. Die Enden der Wicklungen können dann in den Führungskanälen der Statorisolierung angeordnet werden, sodass bei der Montage der Anschlusskontakte die Enden der Wicklungen automatisch kontaktiert werden.
Jeder Anschlusskontakt kann einen Einpressstift aufweisen, der in eine Kontaktöffnung der Leiterplatte eingepresst ist. Hierdurch können die Anschlusskontakte kostengünstig elektrisch mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dient das Antriebsaggregat dazu, einen Getriebeaktor zu versorgen, wobei der Elektromotor eine Ölpumpe antreibt, die einen Hydraulikölstrom bereitstellen kann, der für einen Getriebeaktor oder zur Kühlung und/oder Schmierung eines Getriebes verwendet werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

- 1 in einer Explosionsansicht ein erfindungsgemäßes Antriebsaggregat;
- 2 eine Draufsicht auf das Antriebsaggregat mit geöffnetem Gehäusedeckel, wobei die Leiterplatte zu sehen ist;
- 3 einen Schnitt entlang der Ebene III - III von 2;
- 4 eine Unteransicht des Stators, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber die Statorwicklungen weggelassen sind;
- 5 einen Schnitt entlang der Ebene V - V von 4;
- 6 einen Schnitt entlang der Ebene VI - VI von 4;
- 7 in vergrößertem Maßstab das Detail VII von 6;
- 8 eine Seitenansicht des Stators von 4;
- 9 eine Draufsicht auf den Stator;
- 10 einen Schnitt entlang der Ebene X - X von 9;
- 11 in einer perspektivischen, geschnittenen Ansicht das Statorgehäuse des Antriebsaggregats von 1;
- 12 das Statorgehäuse in einer perspektivischen Ansicht; und
- 13 in einer perspektivischen, geschnittenen Ansicht das Statorgehäuse mit darin angebrachtem Stator und montierter Leiterplatte.

In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Antriebsaggregat gezeigt, das einen Elektromotor 2 und eine Ölpumpe 4 aufweist. Die Ölpumpe dient dazu, einen Hydraulikölstrom bereitzustellen, mit dem insbesondere ein Getriebeaktor versorgt werden kann. Der Elektromotor 2 dient dazu, die Pumpe 4 anzutreiben.
Der Elektromotor 2 weist einen Rotor 10 auf, der räumlich innerhalb eines Stators 12 angeordnet ist. Der Stator 12 ist in einem Statorgehäuse 14 angeordnet, dass auch eine Leiterplatte 16 aufnimmt. Weiterhin ist ein Gehäusedeckel 18 vorgesehen.
Das Statorgehäuse 16 weist eine domförmige Struktur 19 auf, so dass der Rotor 10 zwar im Inneren des Stators 12 angeordnet ist, aber dennoch außerhalb des Statorgehäuses 16.
Das Statorgehäuse 14 ist vorzugsweise ein Spritzgussteil aus Kunststoff.
Der Stator 12 weist ein Paket 20 aus Statorblechen auf, dem eine Statorisolierung 22 zugeordnet ist, die aus einem Unterteil 22U und einem Oberteil 22O gebildet ist. Weiterhin ist für jeden Statorpol eine Wicklung 24 vorgesehen.
Die Wicklungen 24 sind hier lediglich schematisch gezeigt. Mit den Bezugszeichen 26 sind die Enden der Wicklungen dargestellt, die dafür vorgesehen sind, die Wicklungen 24 elektrisch zu kontaktieren.
Für die elektrische Kontaktierung sind hier drei Anschlusskontakte 28 vorgesehen, die jeweils als Schneidklemmkontakte mit einem Einpressstift ausgeführt sind. Die Einpressstifte der Anschlusskontakte 28 werden in geeignete Einpressöffnungen der Leiterplatte 16 eingepresst, um einen elektrischen Anschluss an Leiterbahnen der Leiterplatte 16 zu erzielen, sodass die Wicklungen 24 in an sich bekannter Weise angesteuert werden können.
Das Unterteil 22U und das Oberteil 22O der Statorisolierung bestehen aus Kunststoff und werden so aneinander befestigt, dass das Statorblechpaket 20 zwischen ihnen aufgenommen ist. Um die beiden Teile aneinander zu befestigen, ist eine Rastverbindung 30 vorgesehen (siehe insbesondere 3), die aus ineinander eingreifenden Rastlaschen 32, 34 besteht.
In 7 ist auf den einander zugewandten Seiten der Rastlaschen 32, 34 ein Freiraum zu erkennen, der ein Spiel der beiden Teile 22U, 22O relativ zueinander ermöglicht. Mit diesem Spiel können Toleranzen in der Höhe des Statorblechpakets 20 aufgenommen werden.
Im montierten Zustand liegt das Oberteil 22O an der Innenseite des Kontaktträgers 36 an und wird dort geführt (siehe insbesondere 5).
Die Statorisolierung 22 besteht insbesondere aus Kunststoff, der vorzugsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt ist.
Die Anschlusskontakte 28 sind an der Statorisolierung 22 montiert, und zwar an dem Unterteil 22U. Zu diesem Zweck ist einstückig mit dem Unterteil 22U ein Kontaktträger 36 ausgeführt (siehe insbesondere die 4, 5, 9 und 10).
Der Kontaktträger 36 weist für jeden aufzunehmenden Anschlusskontakt einen Aufnahmeschlitz 38 auf, der sich quer zu einem Führungskanal 39 für ein Ende einer Statorwicklung erstreckt.
Im montierten Zustand liegt das Unterteil 22U der Statorisolierung 22 auf dem Boden des Statorgehäuses 14 auf. Dieses bildet eine Anlagefläche 40 für die Statorisolierung. Die Leiterplatte 16 ist mittels Auflageflächen 42 positioniert, die ebenfalls im Statorgehäuse 14 vorgesehen sind. Wie insbesondere in den 11, 12 und 13 zu sehen ist, sind die Auflageflächen 42 an einem Absatz 44 des Statorgehäuses 14 ausgebildet, sodass die Leiterplatte 16 an mehreren Punkten entlang ihres Umfangs aufliegt.
Einige der Auflageflächen 42 sind mit einem Zentrierstift 46 versehen, der sich durch eine Zentrieröffnung der Leiterplatte 16 erstreckt.
Die Leiterplatte 16 ist somit durch dasselbe Bauteil positioniert wie auch der Kontaktträger 36, nämlich durch das Statorgehäuse 14. Da sowohl die Anlagefläche 40 als auch die Auflageflächen 42 einstückig mit dem Statorgehäuse 14 ausgeführt sind, ist der Abstand zwischen diesen Flächen, gemessen entlang der Mittelachse des Stators, unabhängig von Toleranzen der Bauteile des Stators. Insbesondere hat die Höhentoleranz des Statorblechpakets 20 keinerlei Auswirkung auf die Position der Leiterplatte 16 relativ zu den Anschlusskontakten 28.
In den Figuren ist auch ein Temperatursensor 50 zu sehen, der auf der Leiterplatte 16 montiert ist und, wenn die Leiterplatte 16 im Statorgehäuse 14 montiert ist, in einen Strömungskanal der Pumpe 4 hineinragt (siehe insbesondere 3).

Claims

Antriebsaggregat mit einem Elektromotor (2), mit einem Statorgehäuse (14), einem darin aufgenommenen Stator (12) mit mindestens einer Wicklung (24), einer Statorisolierung (22), die ein Unterteil (22U) und ein Oberteil (220) aufweist, wobei das Unterteil (22U) an mindestens einer Anlagefläche (40) im Statorgehäuse (14) anliegt, Anschlusskontakten (28) für die Wicklung (24), wobei die Anschlusskontakte (28) in einem Kontaktträger (36) gehalten sind, der am Unterteil (22U) der Statorisolierung (22) vorgesehen ist, und einer Leiterplatte (16), die auf mindestens einer Auflagefläche (42) im Statorgehäuse (14) aufliegt, wobei die Anschlusskontakte (28) mit zugeordneten Leiterbahnen der Leiterplatte (16) in Kontakt stehen.
Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (22O) und das Unterteil (22U) der Statorisolierung (22) mittels einer Rastverbindung (30) miteinander verbunden sind.
Antriebsaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung (30) ein Spiel des Oberteils (22O) relativ zum Unterteil (22U) ermöglicht.
Antriebsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (14) einen Boden (40) aufweist, der die Anlagefläche (40) für das Unterteil (22U) bildet.
Antriebsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (14) einen Absatz (44) aufweist, an dem die Auflagefläche (42) für die Leiterplatte (16) angeordnet ist.
Antriebsaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Auflageflächen (42) am Absatz (44) angeordnet sind, wobei mindestens einer der Auflageflächen (42) ein Zentrierstift (46) zugeordnet ist.
Antriebsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (22O) seitlich am Kontaktträger (36) anliegt.
Antriebsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (28) Schneidklemmkontakte sind und der Kontaktträger (36) Führungskanäle (39) für die Enden der Wicklung (24) aufweist.
Antriebsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschlusskontakt (28) einen Einpressstift aufweist, der in eine Kontaktöffnung der Leiterplatte (16) eingepresst ist.
Antriebsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) eine Ölpumpe antreibt, die einen Getriebeaktor versorgen kann.